Onlineövervakning av borrslamdensitet: Analys av material, räckvidd och kalibreringsparametrar för stämgaffeldensitometrar

Tidigare tog jag på mig ett borrplatsprojekt där beställaren ville installera en densitometer på slamreturledningen vid brunnshuvudet för att övervaka densitetsförändringarna i den återkommande leran i realtid. Platsingenjören hade tidigare använt en differenstryckstyp, men leran innehöll en hel del sticklingar, vilket gjorde att tryckrören ofta täpptes till och kräver demontering och rengöring. Dessutom släpade signalen när densiteten fluktuerade, vilket gjorde att borraren kände sig osäker. Därför ville de denna gång byta till ett instrument som kunde sättas in direkt i rörledningen utan att täppas igen och fungera smidigt.

Jag frågade först om lerdetaljerna. Det var vatten-baserad lera med hög fastämneshalt, avsevärd viskositet och innehöll salter och svavel som kunde korrodera vanligt rostfritt stål. Den maximala densiteten kunde nå cirka 2,8 och den återförda temperaturen vid brunnshuvudet var cirka 70–80 grader. Rörledningen var DN80, platsen var i explosionssäker-zon 2, strömförsörjningen var 24V och signalen som behövdes för att gå direkt in i borrrummets PLC.

Med tanke på dessa arbetsförhållanden rekommenderade jag en stämgaffel densitometer. Den har inga tryckportar eller rörliga delar, så stora sticklingar kan inte fastna, och dagligt underhåll kräver endast enstaka rengöring av torkad lera på gaffelytan. För material måste gaffeln och sonden vara 316L för gropkorrosionsbeständighet och erosionsbeständighet; flänsen kan vara 304 eftersom den inte direkt kommer i kontakt med den strömmande leran. Beställaren godkände.

Därefter bestämde vi de specifika parametrarna. Anslutningsstorlek enligt DN80 fläns, nationell standard. Sondinsättningslängden måste säkerställa att gaffeln är i huvudströmmen av vätskan, undvika rörväggseffekten och slutligen besluta om en sondlängd under flänsen på 400 mm. Mätområdet är 0–3 g/cm³ och täcker både lätt och tung lera. Utgången är två-trådar 4–20mA, direkt i gränssnitt med PLC:n. Klienten krävde noggrannhet i det faktiska driftsintervallet 1,0–1,5, och vi lovade fabrikskalibrering vid dessa tre punkter med standardvätskor. Med lertemperaturer på 80 grader var temperaturkompensation nödvändig. Dessutom, på grund av hög leraviskositet och oro för materialansamling som påverkar avläsningarna, ökade jag instrumentets inre viskositetsparameter för att minska känsligheten för förändringar i viskös kraft på vibrationsfrekvensen, vilket resulterade i en mer stabil visning.

Den färdiga lösningen: DN80-fläns (304 material), sondlängd 400 mm (316L), område 0–3, två-trådar 4–20mA, 24V strömförsörjning, med lokal display, kalibreringspunkter 1,0/1,2/1,5, temperaturkompensation 80 grader. Produkten tillverkades enligt denna konfiguration. Installation och driftsättning på plats gick smidigt. Efter mer än en månads användning rapporterade klienten att uppgifterna kom i rätt tid, subtila förändringar i lertätheten kunde observeras och efter borttagning hade gaffeln bara ett tunt lager av lera, lätt att skölja, i princip -fri. Det här projektet fick mig att inse att när du väl förstår arbetsförhållandena, korrelerar instrumentprincipen med -smärtpunkterna på plats, blir parametervalet och produktvalet naturligtvis tydligt.